Il processo e i suoi vantaggi
La nitrurazione gassosa migliora le superfici dei materiali a base di ferro esposte a carichi elevati. La nitrurazione gassosa aumenta sia il limite di fatica che la resistenza all’usura e ai grippaggi. Viene eseguita a basse temperature, intorno a 520°C. Pertanto la deformazione è estremamente ridotta. Una variante della nitrurazione gassosa è la nitrocarburazione gassosa, in cui si usa un’atmosfera che rilascia carbonio.
Nella nitrurazione gassosa vengono generati strati più profondi rispetto al processo Tenifer QPQ (nitrocarburazione ferritica salina). I tempi di trattamento possono essere anche molto lunghi. I componenti sensibili alla deformazione dovrebbero essere precedentemente trattati mediante ricottura di distensione.
La nitrurazione gassosa forma sui pezzi uno strato di collegamento costituito da nitruri. Uno strato sottile migliora la resistenza alla fatica. Strati spessi migliorano la resistenza all’usura e alla corrosione. Gli atomi di azoto liberati e i nitruri deposti formano lo strato di diffusione posto sotto a quello di collegamento, che allunga la durata dei componenti.
NIOX e ALDOX: una speciale modifica della nitrocarburazione gassosa con post-ossidazione
I pezzi che devono essere sottoposti a nitrocarburazione gassosa e a post-ossidazione di altissima qualità possono essere trattati con il processo NIOX o ALDOX. La superficie acquisisce un aspetto nero raffinato e una protezione dalla corrosione notevolmente migliore.
La nitrurazione gassosa ha una gamma di applicazioni particolarmente ampia in quanto, grazie a differenti profondità di nitrurazione e temperature, può conferire ai pezzi le proprietà più diverse.
Panoramica dei vantaggi della nitrurazione gassosa
- Limite di fatica e resistenza alla fatica per flessione più elevati
- Migliore resistenza all’usura e ai grippaggi
- Minor coefficiente d'attrito
- Maggiore resistenza termica
- Risultati riproducibili in modo affidabile
- È possibile la tempra parziale
- La minor deformazione consente di risparmiare rilavorazioni dei componenti
Durezza superficiale e profondità di nitrurazione di diversi materiali
Questa tabella indica le durezze superficiali che possono essere ottenute nella nitrurazione gassosa per diversi materiali.
Al riguardo valgono le seguenti regole:
- All’aumentare della temperatura di trattamento si riduce la durezza propria dello strato di nitrurazione
- Al crescere della durata di nitrurazione aumenta anche la profondità di nitrurazione
- Per effetto della temperatura più alta (500°C - 600°C), a parità di tempo di trattamento, l’azoto si diffonde più in profondità nel materiale
- Dato il maggior tenore di lega del materiale aumenta la durezza di nitrurazione. Per contro diminuisce anche la profondità in cui l’azoto può penetrare nel materiale.
Campi di impiego
La nitrurazione gassosa è adatta soprattutto per materiali legati, in quanto contiene elementi che formano nitruri. Tra i materiali annoveriamo, ad esempio, cromo, molibdeno, vanadio o alluminio. In questa categoria rientrano gli acciai da utensili (acciai per lavorazioni a freddo e a caldo nonché profilati d’acciaio) e gli acciai per molle frequentemente usati nel comparto automotive. I risultati migliori si ottengono con materiali temprati o già rinvenuti.
L’acciaio inossidabile e i materiali altolegati vengono trattati piuttosto mediante nitrurazione al plasma.
Componenti tipici:
- Ingranaggi
- Componenti di valvole
- Molle
- Ingranaggi
- Alberi motore
- Lardoni
- Coclee di estrusori
- Mandrini
- Camme a disco
- Cilindri idraulici
- Stampi per fucinatura
- Punzoni per piegatura
- Matrici
- Stampi a iniezione
- Alberi a camme
- Alberi a gomiti
- Ugelli di iniezione
Sintesi: quali materiali sono adatti?
- Acciai da nitrurazione (legati con alluminio, cromo, molibdeno e vanadio per una durezza superficiale elevata)
- Acciai da bonifica
- Materiali in acciaio
- Materiali in ghisa
- Materiali sinterizzati
Check-list: richieste di nitrurazione gassosa
Se desiderate commissionarci la nitrurazione gassosa di pezzi o materiali saremo lieti di fornirvi consulenza sul processo più adatto. Utilizzando questa check-list potete predisporre autonomamente la commissione.
- Qual è il materiale da trattare e in che condizioni é?
- Qual è la durezza nominale (incluso intervallo di tolleranza in HV)?
- Qual è la profondità di nitrurazione desiderata (incluso intervallo di tolleranza in mm)?
- Eventualmente quali aree devono essere sottoposte a nitrurazione e dove è possibile eseguire una misura della durezza?
- Eventualmente che spessore deve avere lo strato di collegamento (incluso intervallo di tolleranza μm)?
Per una buona riuscita della nitrurazione gassosa la superficie del pezzo deve soddisfare anche le seguenti condizioni:
- essere priva di oli, grassi e ruggine
- essere metallica e lucida
- non essere decarburata né ossidata
- essere priva di strati superficiali
- Preferibilmente senza incrudimenti superficiali, in quanto in questo caso lo strato nitrurato fa più fatica a formarsi.
Parametri tecnici:
- Temperatura: fino a 600 °C
- Dimensioni dei forni: diametro fino a 1.100 X 3.300 mm
- Ciclo operativo: da 12 ore
- Profondità di nitrurazione: fino a 0,6 mm